基于GIS流域水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用——以北京市溫榆河為例.pdf

1、溫榆河作為北京市的主要排水河道由于其特殊的地理位置和歷史文化，對(duì)北京市的發(fā)展具有重要的意義。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，流域內(nèi)用水量和排水量逐漸增加，河道水體污染嚴(yán)重，水生態(tài)系統(tǒng)退化明顯。因此研究閘壩對(duì)河流水環(huán)境和水生生態(tài)系統(tǒng)的影響，以及溫榆河流域水質(zhì)水量調(diào)控技術(shù)的研究，對(duì)溫榆河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的實(shí)用價(jià)值。 本文選取溫榆河流域作為研究對(duì)象，主要包括溫榆河干流及溫榆河7條主要支流，即東沙河、南沙河、北沙河、清河、藺溝、壩河和小

2、中河。需要的數(shù)據(jù)有DEM、河網(wǎng)水系圖、植被圖、土壤圖、水庫(kù)和水閘地理信息、氣象站點(diǎn)、排污口、水文水質(zhì)站點(diǎn)分布等GIS數(shù)據(jù)；降水、氣溫、風(fēng)速、極輻射、相對(duì)濕度等氣象資料及其站點(diǎn)信息；水文水質(zhì)站點(diǎn)徑流、水質(zhì)濃度，排污口排污量等監(jiān)測(cè)資料、閘壩特性數(shù)據(jù)等其他資料?；谝陨腺Y料，本研究首先將紙質(zhì)資料中的不同格式的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，形成一套具有投影坐標(biāo)信息的地圖數(shù)據(jù)，使用GIS工具ARCGIS來(lái)存儲(chǔ)及處理已獲得的數(shù)據(jù)，之后利用處理好的數(shù)據(jù)建立能

3、夠描述河網(wǎng)閘壩水系統(tǒng)的多河段分布式水文模型--SWAT模型，在SWAT模型源代碼中加入?yún)?shù)自動(dòng)優(yōu)化算法（SCEUA全局優(yōu)化算法）代碼，實(shí)現(xiàn)SWAT模型重要參數(shù)的多目標(biāo)自動(dòng)優(yōu)化。為了能更好地服務(wù)于溫榆河流域閘壩的聯(lián)合調(diào)控，本次研究在溫榆河流域水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度整體模型研制的基礎(chǔ)上，運(yùn)用編程軟件——VisualBasic編譯程序，以SWAT自建立的數(shù)據(jù)庫(kù)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立基于GIS的流域水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)用建立好的SWAT模型并實(shí)

4、現(xiàn)聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)具有閘壩調(diào)度、情景分析、數(shù)據(jù)運(yùn)算、快速查詢、二維演示等功能。 通過(guò)溫榆河流域水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)的運(yùn)行，設(shè)定全流域內(nèi)現(xiàn)狀有閘，無(wú)閘等情景、減排的污染量，可以分析河流水文情勢(shì)和水環(huán)境過(guò)程的變化。在一定污染指數(shù)范圍內(nèi)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)在流域水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)中不同的情景分析，系統(tǒng)能有效的預(yù)測(cè)閘壩對(duì)流域內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的影響。通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀排污條件、現(xiàn)狀排污減半以及現(xiàn)狀排污消減到5％等三種情景下沙河閘、魯畽閘、辛堡閘和葦溝閘的逐一優(yōu)化調(diào)